基于交互白板的教師TPACK發展模型構建研究

鄧敏杰

摘要：筆者采用基于設計的研究方法，充分發揮交互白板的優勢，針對在職教師展開設計、實踐、評價和完善的三輪循環研究，在實踐中對教育干預進行驗證、修改和完善，最終完成包括TPACK準備、示范觀摩、教學實施、TPACK革新四階段的基于IWB的教師TPACK發展模型PDIR的構建，提升了教師的TPACK認識水平和應用能力，促進其專業化發展。

關鍵詞：交互白板；TPACK；教師發展；設計研究

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 論文編號：1674-2117（2016）17-0101-05

● TPACK框架概述

1.TPACK內涵及現狀

TPACK（整合技術的學科教學法知識）由技術（T）、教學法（P）、內容（C）三個核心元素相互交叉而形成，包括TK、CK、PK、TPK、TCK、PCK、TPACK七個元素。由于核心元素是不斷變化的，所以當其中某個元素發生變化時，教師需要根據具體情境，利用技術手段維持并重建三者間的動態平衡。

TPACK在國外教師教育與教育技術學界受到廣泛關注[1]，被認為是21世紀教師的知識框架，同時也為教師專業化發展提供了新的思路。近幾年，很多學者也從不同角度促進了TPACK的發展。國內TPACK的研究相對較晚、成果較少，但現在也越來越受研究者的青睞，研究范圍也在不斷擴展。其中，教師教育領域的研究最多，尤其是師范生的教育，大致可分為概念研究、教師教育研究、實踐應用研究三大類。也有學者構建了基于中小學科學教師的COIR模式，并進行了定性驗證。但目前TPACK在在職教師教育中的應用還比較少。基于以上基礎，筆者采用設計研究思想，對在職教師TPACK發展模式進行了構建，并運用定量與定性相結合的方式進行驗證，以期能促進教師TPACK水平的提升。

2.TPACK與教師發展

教師TPACK是技術知識、內容知識、教學法知識和關于學習、情境構建知識的融合體，對當前我國教師教育技術能力的培養和教師專業化發展的研究具有重要意義。[2]教師專業化發展要求教師在教學、研究能力方面不斷提升，這是一個持續、不斷深化的過程。在信息化時代的學科教學中，TPK是教師運用軟硬件技術進行教學設計的知識和能力，PCK是教師進行學科教學的知識和策略，TCK是應用學科的教學資源知識和能力；TPCK不僅包含教師教學相關的知識和能力的培養，也對教師信息化素養的培養、職業道德修養的提高和科學研究能力的提升有促進作用。因而，教師TPACK知識的不斷提升，能促進教師的專業化持續發展，深化教育教學改革。

● 交互白板對TPACK發展的支持

1.交互白板技術

交互白板（IWB）作為計算機的一種輸入輸出設備，它融合了計算機技術、微電子技術和電子通信技術，并成為人機、人際和認知多重交互的智能型學習平臺，為師生信息交流和情感交互搭建了可視化的教學環境。[3]相關研究表明，交互白板技術能夠增強教學展示、提升學生的積極性和改善學習效果[4]，由于完善的多重交互、強大的教學功能、豐富的學科素材、高效的資源預設與生成、便利的協同可視化情境創設、及時反饋評價等優勢，其在課堂教學中發揮出越來越重要的作用，同時為教師教研及專業化發展提供了便利。

2.運用IWB促進TPACK發展的優勢

（1）集成交互技術，促進生成性教學

教師使用IWB進行課堂教學，需要熟練使用IWB的各項功能，這就從技術的角度對教師的操作技能和信息化教學技能提出了要求。另外，從TK角度看，也有助于促進教師TPACK的發展。交互白板教學是由師生不斷交互、不斷修改課堂預設的過程，可產生比常規教學更多的生成性資源。交互功能帶來的生成性教學，從多個角度對教師TPACK的整體發展提供了極大的條件支持和提升空間。

（2）整合優質資源，豐富教學內容

由于教學工具的獨特性，基于交互白板的課堂教學與傳統課堂和多媒體課堂均有所不同，發揮交互白板獨特的教學優勢，有助于實現優質資源的共享和交流。動態化的學習內容、優質化的課堂資源、社會化的資源管理，使得教師對所教學科的內容知識及其應用有了較大的豐富和提升，也促進了教師TPACK的發展。交互白板的教學，有利于情境的創設、知識的建構，使得教學相長，有助于完善教師的知識結構，促進教師的專業化成長。

（3）適應多種教學模式，實現多樣化教學

在傳統課堂或一般多媒體課堂中，教師主要采取以傳授為主的教學模式，教學方法相對單一，學生缺乏興趣和主動性。而21世紀的課堂越來越傾向于提高教師的教育技術應用能力。[5]IWB作為一種現代教育技術手段，可以創設激發學生興趣和求知欲的活動場景，適應多種教學模式和方法，教師在教學過程中可及時調整教學策略，通過板書、互動等行為，使學生有效參與教學，實現傳統媒體教學的本質，促進傳統教學與創新教學的有效結合。因此，TK的應用也極大促進了教師PCK應用能力的提升，實現了教師TPACK持續發展，促進了教學的多樣化、信息化。

● 提升教師TPACK的PDIR模型

1.第一輪設計研究

設計（第1周）：筆者訪談和課堂觀察不同學科的多位教師，對在職教師的教學、科研情況進行了解。在鞏固TPACK理論和強化交互白板技術的基礎上，設計了教育干預（PDIR），其由TPACK準備（Preparation）、示范觀摩（Demonstration）、教學實施（Implementation）、TPACK革新（Reformation）四個階段組成。

實施（第2～4周）：選取所在學校的十位物理教師進行實踐探索，實踐地點是在一個擁有交互白板整套設備和一臺高性能計算機的多媒體研討室。為了保證研究的科學性，筆者邀請了一位物理課程論和交互白板應用研究的專家，進行基于交互白板的教學示范展示。按照模型，首先，由一位教師介紹交互白板的功能、TPACK等；其次，由專家進行IWB課堂教學示范展示；再次，每位教師選擇一個主題單元，在完成課堂教學設計后進行真正課堂中的實踐教學，并錄制視頻；最后，教師利用IWB視頻回放功能，對錄制的課堂視頻進行評價、反思總結。

評價（第5周）：為每位成員建立電子學檔，主要記錄反思、IWB功能的使用情況等，選擇的主題內容有單元及其教學策略設計、教學方案的設計及錄制的視頻等。基于電子學檔的評價，實質上是一種過程性評價和真實性評價。[6]另外，設計了用于測量教師TPACK的前后測試問卷。不同階段問卷的題型類似、難易程度相當。采用教師自評估形式，即教師根據自身情況，對照題干并做出“完全不同意”（1分）到“完全同意”（5分）的5級程度的選擇，并在此基礎上進行編碼、計算、統計，題目具有較高的可信度。問卷的問題涉及TPACK的七個元素，每個元素2題，共70分。在實施前完成前測，在此階段完成一測，并匯總結果。

完善（第6周）：雖然取得了一定的實踐效果，但仍存在一些問題。例如，教師在實踐中呈現一定的盲目性、目的不明確，這主要是由于實踐過程劃分不詳細、可操作性有待加強、主題內容不突出、缺乏一定的互動交流等。筆者提出了細化操作流程、突出內容單元、加強交流反饋等完善措施。

2.第二輪設計研究

設計（第7周）：針對第一輪存在問題和完善措施，筆者對初始干預措施進行了修改優化（如圖1），對初始模型中的四個階段進行細化，增強可操作性。在強化主題內容和IWB技術的同時，加入反思記錄、交流與評價環節等。在實踐中，交互白板對整個模型的順利實施及實施效果起著至關重要的作用，強化了IWB技術的支持。另外，PDIR是一個迭代循環的過程，前一輪的TPACK革新，也是新一輪TPACK準備的基礎。

實施（第8～10周）：為減少其他因素的干擾，本輪研究對象、實施環境等仍保持一致。首先，對參與的教師進行TPACK理論介紹，并讓教師進行思考、交流與討論，在此基礎上，確定教學主題單元、進行交互白板技術的強化練習，這些內容通常在傳統教學中是難以實施的。其次，小組成員觀看有經驗教師的示范教學，并針對存在問題或發展建議，進行交流評論。再次，錄制教師教學。在實施前，教師應先針對主題教學單元，選擇合適的教學策略與方法，進行教學方案的設計與預設，準備教學相關的素材。最后，小組成員對回放視頻實施評價、反思總結，提出改進建議。在該輪實踐中，教師對TPACK有了更深入的了解，基本能熟練使用交互白板，這對提升TPACK起到了極大的促進作用。

評價（第11周）：此次評價仍采用電子學檔與量表相結合的方式。但不同的是，在原有的基礎上，強化了教師的反思記錄和整體性評價。在模型的每個實施環節結束時，筆者都會在電子學檔中記錄教師的反思情況。完成二測后，匯總測試結果。

完善（第12周）：經過此輪前期環節的實踐，教師的TPACK得到了明顯提升。教師實踐的目的明確、主題突出、針對性強，但個別地方仍有待完善，如互動交流環節中教師的主動性不高、教學實施的效率低等。研究者發現影響教師實施教學效率較低的原因是其利用信息技術搜索資源、進行信息化教學設計的能力較為欠缺，因此提出利用講座的形式來提升他們的主動性、積極性和教學實施效率的完善措施。

3.第三輪設計研究

設計（第13周）：針對提出的完善措施，筆者對教學實施環節進行了強化。在示范教學環節實施時，進行一些信息化資源獲取與教學設計方面知識的補充，完成了促進教師TPACK發展的PDIR模型的構建。

實施（第14～16周）：邀請一位教育技術專家進行專題講座，介紹信息化資源獲取與處理方法及信息化教學設計的實施，為第三環節教學實施的策略設計、素材準備等夯實基礎。

評價（第17周）：發現教師教學積極性和實施教學的效率有了提升，他們提出的問題也從原來的某一個因素，逐漸向“如何高效地整合技術、教學法、內容知識”靠攏。教師的反思記錄中出現TPK、TCK、PCK、TPCK元素的頻率有所提高，TPACK意識和素養有了提升，完成記錄和三測并匯總。

完善（第18周）：通過對量表和電子學檔情況進行匯總分析，基本構建了PDIR模型，可在此境脈大規模使用或者向類似境脈中進行推廣。

● 研究分析及討論

1.量表分析

量表測試結果匯總如上表，為便于比較各個元素在三輪研究中的提升情況，筆者繪制了折線圖（如圖2）。

由圖2可知，每個階段的測試結果相比之前均有一定的提升，且不同階段各元素提升幅度有所不同。一測中提升最明顯的元素是TPCK和TK。一方面，由于IWB技術的練習使用，促進了教師技術的提升，但此時技術仍未融入到教師課堂教學中，暫未與教學法、內容知識達到有效的結合；另一方面，對TPACK理論的了解和認識，教師TPCK有了較大提升。在第二輪中，研究者細化了操作流程、突出了內容單元，使二測時TCK、TPCK、PK有了較大提升。針對第二輪中存在問題及提出的完善措施，信息技術搜索資源和信息化教學設計的能力提升了，并使第三輪中TCK、PCK、TPCK的水平再次提升。四個階段中提升均相對明顯的是TPCK，但其值也是同比之下最低的，究其原因是教師之前缺乏TPACK相關理論知識，當補充了相關的知識并進行實踐操作之后，教師TPACK整體水平有了明顯提升。

此外，TPACK反映了教師的整體水平，在每一輪實施后均有大幅度提升，一方面說明每一輪的完善措施都是影響教師TPACK提升的因素，另一方面也說明教師的TPACK水平還有很大的挖掘價值和提升空間。

2.電子學檔分析

從電子學檔的記錄內容來看，教師使用IWB不僅作為教學工具來分享他們的主題內容知識，增強了學生的理解，同時也作為交流工具來完善人機、人際的交互。大多數教師認為IWB可以有助于他們完成在傳統課堂中難以實施的抽象內容和教學策略，促進了TPACK的整合。在實踐過程中，由于交互白板能進行形象化、情境化和有效化展示[7]，師生的教與學激情也得到了提升。有教師在教學之余，針對交互白板進行了物理課堂及實驗教學的研究，促進了教研能力和水平的提升。

3.研究結果及討論

從分析可以看出，整合IWB的PDIR模型能夠提升教師TPACK的能力和水平，夯實教師的技術、教學法、內容知識，增強專業化發展意識，真正促進了在職教師TPACK的發展。通過實踐也可以得出，IWB對教師的TPACK發展具有一定的推動作用。但構建教師TPACK發展模型，在更大范圍內及新的類似境脈中使用情況如何，仍需進一步實踐。

本研究通過三輪設計研究構建了基于IWB的教師TPACK發展模型，能夠有效提升TPACK水平，為在職教師的TPACK發展提供了一個實踐案例。但由于在職教師在實踐過程中會受到先前教學經歷和經驗的影響，而且工作繁重、閑暇時間少，很難全身心投入實踐等問題，所以本研究仍存在一些不足之處。但隨著交互白板在教育教學中的廣泛使用，其勢必會成為促進教師TPACK發展的一個利器。

參考文獻：

[1]Mishra P，Koehler M.TPCK-Technological Pedagogical Content Knowledge[EB/OL].http：//www.tpck.org.2009-11-9/2014-11-5.

[2]陳靜.整合技術的學科教學法知識視閾下教師的教育技術能力培養[J].電化教育研究，2009（6）：29-32.

[3]丁興富.交互白板及其在我國中小學課堂教學中的應用研究[J].中國電化教育，2005（3）：43-46.

[4]Syh-Jong Jang.Integrating the interactive whiteboard and peer coaching to develop the TPACK of secondary science teachers[J]. Computers & Education，2010（55）：1744-1751.

[5]Syh-Jong Jang，Meng-Fang Tsai.Exploring the TPACK of Taiwanese elementary mathematics and science teachers with respect to use of interactive whiteboards[J].Computers & Education，2012（59）：327-338.

[6]南國農.信息化教育概論（第2版）[M].北京：高等教育出版社，2011：349.

基金項目：河南省社科聯項目（SKL-2016-2447）。